教育信息化背景下高职智慧课堂教学模式探究——以“自动生产线技术”课程为例

王 琰,朱丽琴

(南京科技职业学院,江苏 南京 210048)

0 引言

现代信息技术正在不断深入职业教育领域,深刻改变着职业教育课堂生态,使得智慧课堂成为智慧教育研究的重要方向之一[1,2]。如何建设职业教育智慧课堂成为现代职业教育教学改革所必须面临的课题。本文以“自动生产线技术”课程为例,将信息技术与课堂教学深度融合,构建一种符合高职教育特点的“线上线下+理实一体+虚实结合”智慧课堂模式,为课堂教学改革与创新提供了参考。

1 打造智慧课堂的实践载体,明确教学模式设计思路

在“互联网+职业教育”背景下,智慧化学习空间是智慧课堂的实践载体[3]。“自动生产线技术”课程是高职机电一体化技术专业核心课程,旨在培养学生的自动化生产线装调岗位技能,将自动化生产线技术的知识、技能、企业规范、安全意识、团队协作等元素进行梳理、整合并得以综合运用,是学生实现从学生到职工转变的重要平台[4]。结合课程的综合性和实践性特性,平台打造象征着“融合”和“永恒”的“莫比乌斯环”式智慧化学习空间。“莫比乌斯环”式学习空间是将智慧课程、职业技能和技术素养融为一体。从宏观上包含两部分内容,一是空间“外”部精准对接产业链与岗位群的需求,实现课程内容与职业能力标准的有机对接。二是空间“内”部利用智能化云平台实现课程资源共建、共享、互动和再生成,打造线下实体、线上虚拟的教学环境,构建基于能力本位的“线上线下+理实一体+虚实结合”的智慧课堂创新模式。

智慧课堂教学模式设计思路旨在教学环境、教学模式和教学评价等方面体现职业教育能力本位、就业导向、知行合一的育人模式。此模式运用技术创新构筑“物理环境+资源服务+交互空间”三位一体的智慧教学环境[5],实现学习环境的重构;运用方法创新指导课堂教与学,以学生为主体,重过程、重教法、重实践,将“学情分析+任务驱动+探究学习+评价反思”为主的教学活动贯穿始终,形成教师的“教”和学生的“学”联动交互的教学循环;运用逻辑创新形成课堂评价,采用“线上+线下”“理论+实践”相结合的评价模式,通过过程性评价和诊断性评价反馈教学质量,提供即时的学情分析,构成课堂教学的闭环交互。

2 “线上线下+理实一体+虚实结合”教学模式构建

2.1 教学内容与职业能力目标有机对接

基于课程定位和机电专业培养目标,通过企业调研和毕业生回访梳理自动生产线安装与调试岗位需求。此教学模式是以“自动生产线机、电、气的调装、参数设置、程序设计”为课程的核心技术技能,以亚龙YL-335B 生产线和龙舟LZ-Me101 可拆装机电设备为实操平台,以宇龙机电控制仿真软件和FluidSIM 液压气动仿真软件为虚拟仿真教学平台。基于工作过程形成单项技能和综合技能两大学习模块,将教学任务分解成12 个子项目和29 个学习任务。教学内容组织上实现从单一到综合,从以LZ-Me101 设备为载体的核心技术应用技能训练到以YL-335B 设备为载体的综合技能训练。实施过程中,学校充分利用虚拟仿真平台弥补设备数量不足的问题,满足学生创新设计的需求。教学内容、目标及课时分配如表1 所示。

表1 教学内容、目标及课时分配

2.2 教学空间线上线下有机结合

运用技术创新构筑“物理环境+资源服务+交互空间”三位一体的智慧教学环境。物理环境提供设施支撑环境,资源服务提供多样化的资源共享环境,交互空间实现师生、师师、生生、师徒、人机之间的互动交流。

开展课内课外线上与线下教学活动。线上教学基于学情分析,依托智慧职教平台发布课堂资源和学习任务,进行课堂讨论、头脑风暴、测验、投票、小组PK、问卷调查等环节的互动,学生在学习过程可进行实时追踪。线上课程丰富的资源为学生拓展课外知识提供了平台,学生可以随时随地学习,并与老师互动。线下教学以课程标准和学情分析为指导,以课堂真实设备为载体,进行元件认知以及机、电、气各部分的拆装和编程调试等知识和技能的学习。学校充分利用虚拟仿真教学平台能够让学生在虚拟仿真中理解知识点,对于气动系统以及电气控制系统,学生可选择FluidSIM仿真软件模拟运行;对于YL335B 生产线设备以及LZMe101 可拆装设备的技能训练,学生可选择宇龙机电仿真软件模拟设计和运行调试。学生在仿真成功后,可在真实设备上进行组装和调试,在实际操作中巩固知识点和技能点,在反复训练中提高专业技术能力。

2.3 教学过程理论与实践高度融合

“自动生产线技术”课程内容涵盖了机电一体化技术专业核心技术。鉴于课程的综合性特征,单纯的理论学习颇为枯燥和难懂,将理论知识与实践技能培养高度结合,采用任务驱动式的项目化教学方法,精讲多练,讲练结合。在完成任务的过程中,学生就能够理解和掌握重难点知识,融“教、学、做”于一体,为学生综合职业能力的培养奠定良好的基础。

任务的实施将虚拟仿真与真实设备结合,将虚拟仿真技术引入课堂,解决实际设备数量不足的问题,打破空间上和时间上的学习约束,为学生个性化设计及创新思维训练提供平台。学校要紧跟技术发展的社会趋势,精准对接企业行业标准和技术攻关,定制虚拟仿真训练模块,将“硬件实操学习与训练”与“软件虚拟仿真学习与训练”相结合,同时满足理论教学、虚拟仿真功能性验证、硬件实训实操等教学全周期的需求。真实设备包含元件的装调训练、PLC 外部接线与编程、变频与触摸屏控制、伺服与步进系统控制等真实的硬件训练。虚拟仿真训练模块包含3D 资源学习、课程三维虚拟仿真训练,培养学生在设备认知、设备安装接线、参数设置与调试、PLC 编程与组态监控、运行与维护、故障排除等方面的专业技术能力。

3 “线上线下+理实一体+虚实结合”教学模式实践

基于“线上线下+理实一体+虚实结合”的“自动生产线技术”课程教学模式是以学生为中心,运用方法创新指导课堂教与学,将“学情分析+任务驱动+探究学习+评价反思”为主的教学活动贯穿始终。此模式突破课堂空间限制,在课前、课中、课后教学过程中,学校要将理论学习与实践技能训练高度整合,将知识情景与工作任务相结合,在智慧化学习空间下促进学生的智慧发展。基于智慧课堂的教学模式及教学过程如图1所示。

图1 基于智慧课堂的教学模式及教学过程

3.1 课前线上自主学习

学情分析:教师利用智慧职教课程平台,获取学生学习成绩和作业情况,并结合上次课堂学习情况(学习态度、认知能力、技能达成度、信息素养等),精确掌握学情信息,以便对于教学目标做出合理的预设。

预习测评:教师基于预设的教学内容,通过智慧职教课程平台推送预习资源、发布预习任务,指导学生进行资源学习并完成预习测评。学生也能够对自学过程中遇到的问题进行记录,并通过智慧职教云课堂进行课前线上讨论。

教学设计:教师基于预习测评情况,做出综合性的学情分析,调整预设的教学目标。从以下4 个方面思考如何确定合适的教学设计:(1)如何科学运用信息技术手段激发学生的学习兴趣;(2)如何将抽象的理论知识融入实操任务实施过程;(3)如何合理地进行课堂有差别的训练;(4)如何将课程思政元素潜移默化至教学过程中。

3.2 课中“线上线下+理实一体”

任务分析:教师抛出问题、发布任务,引导学生根据任务的难度将任务分解,进行小组分工,明确子任务目标。教师以虚拟仿真或真实设备运行的方式展示任务成果,让学生带着对成果的期待和好奇投入到任务的探究学习中,提高课堂学习效率。

探究学习、任务实施:学生自主查找资料,讨论任务实施方案,进行线上仿真或线下实操训练,并记录训练过程中的问题。在云课堂讨论区中,学生能够实时发布问题与老师和同学互动。

实时指导:教师下到学生中进行实时巡视,根据每组的不同问题进行启发和引导,鼓励学生积极思考,帮助学生解决技术难题,并做好问题记录。

阶段总结:教师根据学生任务完成进度和问题归纳,进行重难点知识讲解,针对共性问题统一指导,夯实知识点和技能点,引导学生明确下一步需做什么,怎么做的问题。

任务完善:学生带着阶段性总结的收获继续完成任务。每组进度可能会有所不同,或修改或完善。教师继续做好巡视、观察、指导和记录工作。

竞争协作:形成组内和组外之间的竞争与协作。组内成员之间互帮互助,确保每个成员均掌握了知识。小组之间以PK 的方式激发学生学习动力,同时教师可采用云课堂小组PK 的活动进行任务过程评价。

成果展示:学生通过任务完成情况的展示和分享学习成果和体会。教师现场进行点评,并通过云课堂记录考核结果,也可以要求学生将学习成果以图片或视频的方式上传到云课堂作业中。

总结提升:教师结合学生课堂表现以云课堂测验、提问活动等形式进一步深化课堂互动交流,总结重难知识点和技能点的突破方法,点评学生学习成果。

3.3 课后“线上个性化辅导+反思评价”

课后作业:教师按照学生课堂任务完成情况,布置基于智慧职教课堂平台的分层次作业,推送个性化的复习资源供学生复习巩固。

个性化辅导:学生通过云平台提交作业给老师,老师对每个学生作业进行批改并录制小微课讲解作业的视频发送给学生。学生也可通过云平台发布问题,与同学和老师交流讨论。

反思评价:学生根据学习内容的收获程度进行课堂评价和反馈,或者对课程的学习效果进行整体评价和反馈。教师及时开展教学反思和教学诊改,做到因材施教、精准教学。

拓展资源:教师借助学习平台营造泛在学习环境,补充拓展课堂教学内容。学生结合个人兴趣,利用移动学习工具随时随地进行移动式学习和泛在化学习,拓展学习领域。

4 重塑评价方式,提供即时的学情分析

智慧职教课程平台重塑教学评价方式,实时动态监测教学过程。结合课程性质,教师能够实施过程性考核为主的线上与线下相结合的考核评价方式。学生课程总成绩(100 分)=线上理论20%+线下实操30%+虚拟仿真30%+作业20%。教师在课内注重学生课堂表现、学习成果、学习态度以及信息素养的评价;在课外注重学生作业质量、自主学习情况的评价。利用智慧化学习空间进行过程性评价具有独特的优势,只要师生和网络学习空间有交互,那么教与学的效果和效率都可以过程性地、伴随性地收集。师生还可以利用所收集的过程性评价的数据和结果进行分析和总结,开展教与学的诊改,反思教学效能,改进教学策略,实施精准教学。

5 结语

高职智慧教育的目标任重道远,如何充分发挥新兴技术优势为教学赋能;如何精准对接产业需求,深化校企合作人才培养模式;如何制定适应学生差异的个性化教学方案与策略;如何融入教育的人文关怀,体现智慧课堂内在价值等问题,仍是今后高职教育智慧化发展的研究重点。